TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
MỘT SỐ VẤN ĐỀ KỸ THUẬT KHI THIẾT KẾ CÁC HỆ THỐNG
THỦY LỢI PHỤC VỤ NI TRỒNG THỦY SẢN VEN BIỂN
SOME TECHNICAL ISSUES IN DESIGNING AN
AQUA-HYDRAULIC SYSTEM
PGS.TS. Tăng Đức Thắng
GS.TSKH. Nguyễn Ân Niên
ThS.NCS. Nguyễn Đình Vượng
KS. Nguyễn Đức Phong
TĨM TẮT
Có nhiều vấn đề về nguồn nước đặt ra đối với hệ thống thủy lợi đa mục
tiêu, nhất là hệ thống phục vụ nơng nghiệp và thủy sản, trong đó đáng
chú ý nhất là các bài tốn về chất lượng nước và mơi trường. Bài viết
này trình bày một tiếp cận mới về nghiên cứu nguồn nước phục vụ cho
các hệ thống đa mục tiêu theo sự lan truyền các nguồn nước. Một ví dụ
minh họa về tính lan truyền nước bẩn và nước mang mầm bệnh trong
hệ thống đã được giới thiệu. Kết quả tính tốn cho thấy rõ lý do tại sao
trong nhiều trường hợp phải tách rời kênh cấp và kênh thốt trong các
hệ thống ni thủy sản.
ABSTRACT
There are many issues related with an aqua-hydraulic system, such as
water quality, layout of canals and sluices. This paper will show in
detail some issues above mentioned. An example is also introdoced for
illustration.

I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, dọc theo dải ven biển nước ta đang trong q trình chuyển đổi
mơ hình sản xuất rất mạnh. Trước đây là mơ hình thuần nơng hay lâm nghiệp,
nay chuyển sang nơng nghiệp thủy sản và lâm nghiệp. Nhiều vùng đã chuyển hẳn
sang ni trồng thủy sản.
Q trình chuyển đổi đã gặp khơng ít khó khăn và còn nhiều bất cập. Các

Đối với hệ thống ven biển, các u cầu kỹ thuật chính cần giải quyết là:
- Bố trí hợp lý hệ thống cống và kênh, trong đó chú trọng chất lượng
nước nguồn cấp và tùy từng vùng để từ đó bố trí các cơng trình kiểm
sốt chất lượng nước hợp lý; nhất là xác định rõ điều kiện bố trí tách
rời các kênh cấp và thốt cho các khu ni sao cho vừa an tồn, vừa
tiết kiệm diện tích đất xây dựng.
- Dự báo được nguồn nước (chất và lượng) cho các vùng ni trồng
khác nhau trong hệ thống, từ đó có được kế hoạch lấy nước và xả thải,
thau rửa hệ thống thích hợp.
II.3. Các bài tốn cơ bản trong thiết kế hệ thống thủy sản
160 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM
TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
Các bài tốn quan trọng về nguồn nước thường phải quan tâm giải quyết
trong các hệ thống thủy lợi đa mục tiêu, đặc biệt là hệ thống ven biển, bao gồm:
- Bài tốn lan truyền nguồn nước mặn từ các nguồn khác nhau;
- Bài tốn lan truyền nước ngọt;
- Bài tốn lan truyền nước chua;
- Bài tốn lan truyền nước bẩn, ơ nhiễm như thải sinh hoạt, cơng nghiệp,…
- Bài tốn lan truyền nước phù sa;
- Bài tốn lan truyền mầm bệnh theo đường nước trong các hệ thống ni
thủy sản như tơm, cá…
- Bài tốn lấy con giống thủy sản, phiêu sinh từ biển, cửa sơng…
Mỗi bài tốn trên lại bao gồm các bài tốn khác nhau như đánh giá hiện trạng,
dự báo ngắn và dài hạn… Cần lưu ý là các bài tốn trên cần được xét đến theo từng
mức độ khác nhau của các giai đoạn quy hoạch, thiết kế và vận hành hệ thống.
Các cơng cụ tính tốn chính trong các hệ thống thủy lợi phục vụ ni
trồng thủy sản (trong quy hoạch, thiết kế, vận hành) thường là (1) Lý thuyết
truyền thống, xem [12,13,18,19] hoặc (2) Lý thuyết lan truyền các nguồn nước
trong hệ thống. Trong tài liệu này xin đề cập đến lý thuyết lan truyền các nguồn
nước trong hệ thống.

(1) ; với các điều kiện:
∑
=
=
n
1i
i
1p
; 0 ≤ p
i
≤ 1; (2)
Trong bài tốn một chiều (1D):
( )
Q
Q
t,Mp
i
i
=
(3)
Hình 2: Sơ họa khối nước dw và các nguồn nước thành phần dw
i
của nó
162 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM
+ + +=
dw dw
1
dw
2
dw

g
1
=+
∂
∂
+
∂
∂α
+
∂
∂
(4)
0]p[)pp(
q
x
p
D
x
1
x
p
v
t
p
iiiq
i
i
ii
=ε+−
ω

độ mạnh các nguồn, tuổi của nguồn nước, chỉ số pha lỗng, tốc độ pha lỗng
IV. VÍ DỤ ỨNG DỤNG CHO CÁC HỆ THỐNG NI TRỒNG THỦY SẢN
Trên đây trình bày một số vấn đề cần thiết phải xem xét khi thiết kế hệ
thống ni trồng thủy sản. Dưới đây, với mục đích minh họa, chúng tơi xin trình
bày một số ví dụ tính tốn cụ thể. Hai bài tốn được xem xét là (1) lan truyền
nước mang mầm bệnh thủy sản và (2) thau rửa hệ thống (lan truyền nước bẩn).
IV.1. Tính tốn lan truyền nước mang mầm bệnh thủy sản
VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 163
TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
Với mục đích minh họa động thái của nguồn nước mang mầm bệnh, dưới
đây xét một sơ đồ tính đơn giản, thường gặp trong thực tế.
IV.1.1. Sơ đồ hệ thống
Sơ đồ hệ thống như hình 3.
Hình 3: Sơ
đồ ví dụ
mạng lưới
kênh tính
tốn
IV.1.2. Các thơng số tính tốn
Các kênh có thơng số hệ thống như bảng 1. Điều kiện biên nguồn ngọt
Q=5 m
3
/s, biên triều biển Z(t) có bậc như ở Mỹ Thanh.
Bảng 1
Cơng trình L (km) B (m) Z đáy (m) Ghi chú
Kênh chính cấp 1
(MainBranch)
75 50 -5
Kênh cấp 2 14 15 -3 Các kênh như nhau,
mặt cắt chữ nhật

Hình 4: Trường hợp tính tốn (vùng nước mang mầm bệnh biểu thị bằng màu đen)
IV.1.4. Kết quả tính tốn
Dưới đây trình bày kết quả tính tốn cho trường hợp nêu trên hình 3.
Trong đó chỉ nêu vắn tắt cho một số vùng điển hình, gồm một số vị trí dọc kênh
chính, trên vài kênh cấp 2 đại biểu và trên một số vị trí đầu kênh cấp 3.
• Sự thay đổi tỷ lệ nước mang mầm bệnh dọc kênh chính
6-2-2005 11-2-2005 16-2-2005 21-2-2005 26-2-2005 3-3-2005 8-3-2005
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
9.0
9.5
10.0
Ty le TPN (%)
Quan he ty le TPN mang mam benh voi thoi gian tai dau cac kenh nhanh (giao voi kenh chinh)

đầu các kênh nhánh (trên hình 5: Tại điểm A-MAINBRANCH 5000; Tại điểm B-
MAINBRANCH 15000; Tại điểm C-MAINBRANCH 25000;
Tại điểm A-MAINBRANCH 35500)
• Sự thay đổi tỷ lệ nước mang mầm bệnh dọc các kênh nhánh cấp 2
6-2-2005 11-2-2005 16-2-2005 21-2-2005 26-2-2005 3-3-2005 8-3-2005
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
50.0
55.0
60.0
65.0
70.0
75.0
80.0
85.0
90.0
95.0
100.0
Ty le TPN (%)
Su thay doi theo thoi gian cua ty le thanh phan nguon nuoc benh doc theo kenh nhanh cap 2 BR2
Concentration
MAINBRANCH 15000.00 WQ

Concentration
BR1-4 3000.00 WQ
BR2-4 3000.00 WQ
BR3 14000.00 WQ
BR4 13500.00 WQ
Hình 7: Sự thay đổi tỷ lệ nguồn nước mang mầm bệnh cuối các kênh cấp 2 (tại
các vị trí A4, B4, C4, D4 – xem hình 2)
166 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM
TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
0.0 1000.0 2000.0 3000.0 4000.0 5000.0 6000.0 7000.0 8000.0 9000.0 10000.0 11000.0 12000.0 13000.0 14000.0
[m]Khoang cach
-3.0
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
[meter]
0.0
5.0
10.0
15.0

0.0 1000.0 2000.0 3000.0 4000.0 5000.0 6000.0 7000.0 8000.0 9000.0 10000.0 11000.0 12000.0 13000.0 14000.0
[m]Khoang cach
-3.0
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
[meter]
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
50.0
55.0
60.0

0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
[meter]
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
50.0
55.0
60.0
65.0
70.0
75.0
80.0
85.0
90.0
95.0
100.0
Ty le TPN (%)

0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
50.0
55.0
60.0
65.0
70.0
75.0
80.0
85.0
90.0
95.0
100.0
Ty le TPN (%)
Thay doi ty le nguon nuoc benh doc theo kenh BR2 tai thoi diem 4-2-2005 12:00:00
BR2 0 - 5000
0
5000
BR2 5000 - 8000
8000
BR2 8000 - 11000
11000

45.0
50.0
55.0
60.0
65.0
70.0
75.0
80.0
85.0
90.0
95.0
100.0
Ty le TPN (%)
Thay doi ty le nguon nuoc benh doc theo kenh BR2 tai thoi diem 8-2-2005 12:00:00
BR2 0 - 5000
0
5000
BR2 5000 - 8000
8000
BR2 8000 - 11000
11000
BR2 11000 - 14000
14000
Hình 12: Tỷ lệ nguồn nước bệnh
dọc theo kênh cấp 2 BR2
sau 1 tuần lan truyền
0.0 1000.0 2000.0 3000.0 4000.0 5000.0 6000.0 7000.0 8000.0 9000.0 10000.0 11000.0 12000.0 13000.0 14000.0
[m]Khoang cach
-3.0
-2.5

85.0
90.0
95.0
100.0
Ty le TPN (%)
Thay doi ty le nguon nuoc benh doc theo kenh BR2 tai thoi diem 15-2-2005 1 2:00:00
BR2 0 - 5000
0
5000
BR2 5000 - 8000
8000
BR2 8000 - 11000
11000
BR2 11000 - 14000
14000
Hình 13: Tỷ lệ nguồn nước bệnh dọc theo
kênh cấp 2 BR2 sau 2 tuần
VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 167
TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
0.0 1000.0 2000.0 3000.0 4000.0 5000.0 6000.0 7000.0 8000.0 9000.0 10000.0 11000.0 12000.0 13000.0 14000.0
[m]Khoang cach
-3.0
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0

8000
BR3 8000 - 11000
11000
BR3 11000 - 14000
14000
Hình 14: Tỷ lệ nguồn nước bệnh dọc
theo kênh cấp 2 BR3: sau 6 giờ,
khối ơ nhiễm đã bắt đầu lan đến
đầu kênh BR3
0.0 1000.0 2000.0 3000.0 4000.0 5000.0 6000.0 7000.0 8000.0 9000.0 10000.0 11000.0 12000.0 13000.0 14000.0
[m]Khoang cach
-3.0
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
[meter]
0.0
0.5
1.0
1.5

-3.0
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
[meter]
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0

2.5
3.0
3.5
[meter]
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
Ty le TPN (%)
Thay doi ty le TPN doc theo kenh BR3 tai thoi diem 15-2-2005 12:00:00
BR3 0 - 5000
0
5000
BR3 5000 - 8000
8000
BR3 8000 - 11000

Ty le TPN benh theo thoi gian tai cuoi cac kenh nhanh cap 3 BR1-4, BR2-4, BR3-4, BR4-4
Concentration
BR4-4 0.00 WQ
BR3-4 0.00 WQ
BR2-4 0.00 WQ
BR1-4 0.00 WQ
Hình 18: Tỷ lệ nguồn nước bệnh đầu các kênh nhánh cấp 3 BR1-4, BR2-4, BR3-
4, BR4-4
168 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM
Nước bệnh bắt
đầu đi vào kênh
TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
IV.2. Tính tốn thau rửa hệ thống
IV.2.1. Sơ đồ tính
Vẫn sử dụng sơ đồ tính lan truyền nước mang mầm bệnh thủy sản.
IV.2.2. Trường hợp tính tốn
Xem rằng nước trong các kênh cấp 2 bị bẩn, cần thau rửa. Ở đây cũng chỉ
xem xét cho trường hợp hệ thống chưa có cơng trình kiểm sốt nước. Thời gian
tính tốn kể từ 12:00, 1/2/05
IV.2.3. Kết quả tính tốn
6-2-2005 11-2-2005 16-2-2005 21-2-2005 26-2-2005 3-3-2005 8-3-2005 13-3-2005 18-3-2005 23-3- 2005 28-3-2005 2-4-2005
-2.0
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0

70.0
75.0
80.0
85.0
90.0
95.0
100.0
Ty le TPN (%)
Ty le nuoc ban cuoi cac kenh cap 2 theo thoi gian
Concentration
BR1-4 3000.00 WQ
BR2-4 3000.00 WQ
BR3-4 3000.00 WQ
BR4-4 3000.00 WQ
Hình 20: Tỷ lệ nước bẩn cuối các kênh cấp 2 theo thời gian
VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 169
TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
0.0 1000.0 2000.0 3000.0 4000.0 5000.0 6000.0 7000.0 8000.0 9000.0 10000.0 11000.0 12000.0 13000.0 14000.0
[m]Khoang cach
-3.0
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0

BR1 5000 - 8000
8000
BR1 8000 - 11000
11000
BR1 11000 - 14000
14000
Hình 21: Tỷ lệ nước bẩn kênh cấp 2
BR1 sau 3 ngày
0.0 1000.0 2000.0 3000.0 4000.0 5000.0 6000.0 7000.0 8000.0 9000.0 10000.0 11000.0 12000.0 13000.0 14000.0
[m]Khoang cach
-3.0
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
Cao trinh
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0

[m]Khoang cach
-3.0
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
[meter] Cao trinh
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
50.0
55.0
60.0
65.0

1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
[meter] Cao trinh
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
50.0
55.0
60.0
65.0
70.0
75.0
80.0
85.0
90.0
95.0
100.0
Ty le TPN (%)
Ty le nuoc ban doc kenh cap 2 BR3 vao thoi diem 8-2-2005 12:00:00

- Kết quả tính tốn thu được đã chỉ rõ cách thức vận động của khối nước
có nguồn gốc khác nhau trong hệ thống kênh.
- Lý thuyết lan truyền các nguồn nước có nhiều ưu điểm, rất mạnh trong
giải quyết vấn đề động thái các nguồn nước, theo các cách quan tâm khác nhau,
từ định tính, đến định lượng với nhiều thơng tin rất bổ ích, trong đó các thơng tin
về mơi trường và chất lượng nước, lan truyền bệnh là rất phong phú, rất thích
hợp cho giải quyết các bài tốn hệ thống đa mục tiêu nơng nghiệp thủy sản.
- Đề nghị Bộ NN-PTNT cho nghiên cứu chi tiết các hệ thống kênh cấp và
kênh thốt trong ni trồng thủy sản ven biển, một vấn đề đang rất bức xúc hiện nay.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Quang Kim, Tăng Đức Thắng và Phạm Đức Nghĩa (2005). Báo cáo đề
tài nhánh: “Động thái các nguồn nước sơng Vàm Cỏ và các vùng lân cận”. Đề tài
cấp NN “Nghiên cứu diễn biến tài ngun nước và mơi trường phục vụ phát triển
bền vững lưu vực sơng Vàm Cỏ”. 2005.
2. Nguyễn Ân Niên (1997). “Về một bài tốn định xuất xứ của khối nước (ứng dụng
cho đồng bằng sơng Cửu long”. Tuyển tập kết quả NCKH, Viện Khoa học Thủy lợi
miền Nam. NXB. Nơng nghiệp.
3. Nguyễn Ân Niên và Tăng Đức Thắng (2002). “Thủy lợi phục vụ cho cơng cuộc
phát triển ni trồng thủy sản trên vùng chuyển đổi ở các tỉnh phía Nam- Các cách
tiếp cận phát triển bền vững”. Tuyển tập Báo cáo khoa học tại hội thảo Quốc gia
“Nghiên cứu khoa học phục vụ ni trồng thủy sản ở các tỉnh Phía Nam”. 2002.
4. Nguyễn Ân Niên và Tăng Đức Thắng (2003). “Tính tốn các thành phần nguồn
nước – một cơng cụ mới đa năng phục vụ quản lý tổng hợp nguồn nước và mơi
trường”. Tuyển tập kết quả NCKH Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam 2003.
5. Nguyễn Ân Niên, Tăng Đức Thắng và Nguyễn Anh Đức (2003). “Thành phần
nguồn nước, tuổi của nó và cách tính các chất có nồng độ biến đổi từ thành phần
nguồn nước”. Tuyển tập kết quả NCKH Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam. 2003.
6. Nguyễn Ân Niên và Tăng Đức Thắng (2004). “Các phát triển mới về lý thuyết
lan truyền các thành phần nguồn nước và mở rộng ứng dụng”. Tuyển tập kết quả
NCKH Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam 2004.